​Сайт СФУ продолжает публиковать блоги учёных университета. На этот раз доктор физико-математических наук, профессор базовой кафедры ИМиФИ, ведущий научный сотрудник Института вычислительного моделирования ФИЦ КНЦ СО РАН Михаил Садовский рассказывает, как с помощью математики выяснить причины возникновения пробок в Красноярске.
 

Ремонтное красноярское лето 2018 года многим запомнится как одно из самых пробочных времён года. Наряду с новой брусчаткой, перекрашиванием домов по серо-коричневому дизайн-коду и следованию концепции архитектурно-художественной подсветки города, улицы города одна за другой ремонтировались и закрывались, вынуждая жителей города вспоминать недобрым словом шутки про знаменитые московские пробки.

Одним из показателей развития государства принято считать и количество автомобилей на душу населения. В начале 2017 года были опубликованы результаты исследования, проведённого агентством «Автостат», на 1 января 2017 года в среднем по России на тысячу жителей приходилось по 288 легковых автомобилей. Число машин на душу населения у нас понемногу растёт. Наиболее обеспеченным городом с населением свыше 1 миллиона человек является Самара (334 машины на 1000 человек). Причём по этому показателю она опережает Санкт-Петербург (319 штук) и Москву (307 штук). В эту же группу попадают Воронеж, Казань, Екатеринбург и наш родной Красноярск.

В рамах проекта «Умный город» (Smart city) учёные СФУ и Красноярского научного центра СО РАН разработали математическую модель улиц Красноярска. Во всём мире есть несколько базовых показателей, которые лежат в основе организации и понимания динамики транспортных потоков: связность сети и удельная площадь улично-дорожной сети — площадь улиц, дорог, проездов и переездов, приходящаяся на одного жителя Красноярска. Во всём мире количество жителей и машин — взаимосвязаны, но в нашей стране всё немного не так. Абсолютным чемпионом по этому показателю, комфортным и благоприятным является Нью-Йорк: 135 м2 на человека, в самом тесном городе Европы Париже — 36 м2, в Красноярске по нашим расчётам приходится 12–14 м2 на жителя.

Разработанная цифровая карта описывает маршруты и движение транспорта с помощью графовой модели. Граф представляет собой цифровую векторную карту, состоящую из связанных дуг и узлов, местоположение и свойства которых с заданной точностью и полнотой передают маршруты и движение транспорта. Перекрёстки — это вершины графа, ребра — дороги. По её результатам можно понять главную причину пробок в городе и самые проблемные участки: это мосты через Енисей, улицы Калинина, Копылова и проспект Свободный. Попробуйте доехать, например, до кампуса «на горе», минуя все перечисленные точки, у вас это просто не получится. Стало понятно, что дорожная сеть Красноярска плохо связана. И это только одна из причин частых пробок.

С помощью графов мы можем оценить время проезда по улице и в реальном времени отследить поток машин на определённом участке. В перспективе, благодаря доработанной модели можно оптимизировать дорожное движение, например, расширить полосы на определённых участках, запретить или наоборот разрешить повороты, улучшить работу светофоров и повсеместно снизить количество привычных 7–8-бальных пробок на долгосрочной основе.

Похожие новости

  • 10/09/2018

    Модель дорожной сети города уменьшит количество пробок

    ​Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН и Сибирского федерального университета описали дороги краевой столицы с помощью модели графа. Расчеты показали, что в городе есть улицы, перекрытие которых разбивает транспортную сеть на несколько практически несвязанных участков.
    253
  • 01/06/2018

    Созданное сибирскими учеными ПО поможет оценить безопасность стадионов

    В России продолжается высокий сезон футбола. В прошлом году наша страна принимала Кубок конфедераций, и всего через две недели в России начнется Чемпионат мира — самое престижное футбольное первенство планеты.
    265
  • 26/02/2016

    В Красноярске пройдут два масштабных мероприятия математической направленности

    ​В июле 2016 года в Красноярске на базе Сибирского федерального университета состоятся конференция по алгебре и логике и школа по теории групп. На 24-29 июля запланирована Международная конференция "Алгебра и Логика: теория и приложения", посвященная 70-летию со дня рождения В.
    2409
  • 24/10/2018

    Космический огород, светящиеся бактерии и пешеходное движение в Красноярске

    Как учатся выращивать растения и утилизировать отходы для будущих марсианских и лунных баз, как работает процесс определения загрязняющих веществ в воде с помощью светящихся бактерий, для чего нужно моделирование пешеходного движения? "Чердак" побывал в лабораториях Красноярского научного центра СО РАН и Сибирского федерального университета и узнал, какие там сейчас ведутся разработки и исследования.
    119
  • 12/04/2018

    Красноярские ученые усовершенствовали охлаждающие пластины для космических аппаратов

    Институт вычислительного моделирования ФИЦ Красноярский научный центр СО РАН совместно с АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва и НПО «Центротех» создали новое поколение теплоотводящих панелей для космических аппаратов, которые позволят увеличить мощность и компактность бортовой электроники.
    330
  • 14/06/2018

    Наночастицы нитрида титана повысят производительность оптоволоконных линий связи

    Ученые Федерального исследовательского центра Красноярский научный центр СО РАН (ФИЦ КНЦ СО РАН) совместно с коллегами из Сибирского федерального университета, Сибирского государственного университета науки и технологий им.
    445
  • 24/01/2017

    Красноярские ученые рассчитали, как поймать свет с помощью диэлектрических шариков

    ​Теоретические расчеты красноярских физиков показали, что цепочка из одинаковых диэлектрических шариков может быть использована в качестве ловушки для электромагнитных волн. Такая цепочка будет вести себя как световод, который улавливает и захватывает свет, падающий на него под любым углом.
    852
  • 12/08/2017

    Краткий карьерный гид молодого ученого

    Лето - горячая пора не только для выпускников школ. Тех, кто желает после университета связать свою жизнь с наукой, ждет еще одна ступень обучения. Прямо сейчас в научных организациях и университетах продолжается конкурсный набор в аспирантуру.
    1038
  • 29/10/2018

    Красноярские физики используют кремневые биосенсеры для диагностики рака

    Красноярские физики под руководством заведующего лабораторией радиоспектроскопии и спиновой электроники Института физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН Антона Тарасова разработали новый метод диагностики рака.
    65
  • 22/11/2016

    В Красноярске разработали люминесцентный анализатор иммунитета

    ​Люминесцентный анализатор для оценки иммунного статуса разработали в Научно-исследовательском институте медицинских проблем Севера СО РАН (г. Красноярск).  Как уточняют в институте, это сверхчувствительный прибор для лабораторной диагностики, действие которого основано на изменении светового потока в биолюминесцентной реакции после того, как в оборудование помещен биологический материал пациента.
    962